1.一种基于级联非奇异终端滑模观测器的无速度传感器转矩控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，在dq坐标系以定子电流为状态变量建立永磁同步电机数学模型T T

式中，x＝[id iq]，u＝[ud uq]，Ld、Lq分别为d、q轴的电感，ud、uq分别为d、q轴的电压，id、iq分别d、q轴的电流，ψr为转子永磁体磁链，ωe为转子电角速度，Rs为定子电阻；

步骤2，在dq坐标系中以定子电流为状态变量，设计自适应非奇异终端滑模观测器来实现永磁同步牵引电机转子电角速度ωe、转子位置θe及定子电阻Rs的观测；

式中，

T

v＝[vd vq] 为观测器的控制输入

量， 分别为d、q轴电流的观测值， 为定子电阻的观测值， 为转子电角速度观测值；

其中，所述步骤2的具体过程为：

步骤2.1，定义电流观测偏差为 选取非奇异终端滑模面为 式中，l

2 T

∈R，s＝[s1 s2]＝e，β＝diag(β1,β2)，β1、β2为大于0的常数， p、q为奇数且1

步骤2.2，设计观测器的控制输入量为式

设计定子电阻参数自适应律为

设计转子电角速度自适应律为

T

式中，k>0，η>0，μ>0为设计参数，sgn(l)＝[sgn(l1),sgn(l2)] ， kR、kω为待调节的参数；

步骤2.3，当设计的自适应非奇异终端滑模观测器全局范围渐进稳定时，定子电阻的观测值 转子电角速度观测值步骤2.4，根据转子电角速度观测值 来计算转子位置观测值步骤3，根据有效磁链的定义ψext＝ψr+(Ld‑Lq)id，在αβ坐标系中建立基于有效磁链的永磁同步电机数学模型T T T

式中，x'＝[iα iβ]，u'＝[uα uβ]，d＝[ψext,α ψext,β]，C＝I， uα、uβ分别为αβ坐标系定子电压分量，iα、iβ分别为αβ坐标系定子电流分量；

步骤4，在αβ坐标系中设计有效磁链非奇异终端滑模观测器 来实现有效磁链观测值 的观测；

T

式中， ζ＝[ξd ξq]为观测器的控制输入量；

其中，所述步骤4的具体过程为：

步骤4.1，将自适应滑模观测器观测出的转子电角速度观测值 和定子电阻的观测值输入到有效磁链滑模观测器中，形成级联非奇异终端滑模观测器；

步骤4.2，当设计的有效磁链滑模观测器全局范围渐进稳定时，Ed＝ζ；

‑1

步骤4.3，根据电流观测值 来计算有效磁链观测值 d＝E ζ；

步骤5，根据级联滑模观测器输出的电流观测值 和有效磁链 来估算电机反馈转矩信号

步骤6，将估算的电机反馈转矩信号 与给定转矩 形成转矩闭环，从而实现永磁同步牵引电机转矩的精确控制。

2.一种基于级联非奇异终端滑模观测器的无速度传感器转矩控制系统，其特征在于，采用权利要求1所述的一种基于级联非奇异终端滑模观测器的无速度传感器转矩控制方法，包括：无速度传感器转矩控制模块，所述无速度传感器转矩控制模块包括级联非奇异终端滑模观测器、电磁转矩计算单元；级联非奇异终端滑模观测器的输出端与电磁转矩计算单元的输入端连接；所述级联非奇异终端滑模观测器包括自适应非奇异终端滑模观测器和有效磁链非奇异终端滑模观测器；自适应非奇异终端滑模观测器与有效磁链非奇速终端滑模观测器连接；

其中，自适应非奇异终端滑模观测器，根据dq轴的电压电流信号ud、uq、id、iq，来获取转子电角速度观测值 转子位置观测值 电机参数和q轴电流的观测值有效磁链非奇异终端滑模观测器，根据αβ轴的电压电流信号uα、uβ、iα、iβ和自适应非奇异终端滑模观测器输出的转子电角速度观测值 电机参数信号来获取αβ轴上的有效磁链电磁转矩计算单元，根据级联非奇异终端滑模观测器输出的αβ轴上的有效磁链来获取有效磁链幅值信号 和级联滑模观测器输出的q轴电流观测值 来获取电机反馈转矩信号

3.根据权利要求2所述的一种基于级联非奇异终端滑模观测器的无速度传感器转矩控制系统，其特征在于，所述的自适应非奇异终端滑模观测器包括非奇异终端滑模观测器、自适应律调节单元、电机参数存取单元、转子速度和位置提取单元；非奇异终端滑模观测器的输出端与自适应律调节单元的输入端连接，自适应律调节单元的输出端与电机参数存取单元的输入端、转子速度和位置提取单元的输入端连接，电机参数存取单元的输出端与非奇异终端滑模观测器连接，转子速度和位置提取单元的输出端与非奇异终端滑模观测器连接。

4.根据权利要求2所述的一种基于级联非奇异终端滑模观测器的无速度传感器转矩控制系统，其特征在于，还包括与自适应非奇异终端滑模观测器连接的有效磁链非奇异终端滑模观测器；有效磁链非奇异终端滑模观测器的输入端与自适应非奇异终端滑模观测器中的电机参数存取单元、转子速度和位置提取单元连接。